特許 7488950 太陽光発電電池及び太陽光発電モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-14

(45)【発行日】2024-05-22

(54)【発明の名称】太陽光発電電池及び太陽光発電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/0224 20060101AFI20240515BHJP

   H01L 31/05 20140101ALI20240515BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 262

H01L31/04 570

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023166738

(22)【出願日】2023-09-28

【審査請求日】2023-09-28

(31)【優先権主張番号】202310173021.2

(32)【優先日】2023-02-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519095522

【氏名又は名称】ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】512083920

【氏名又は名称】晶科能源股分有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】ジングオ ヤン

(72)【発明者】

【氏名】リーチン リウ

(72)【発明者】

【氏名】ジーチウ グオ

(72)【発明者】

【氏名】インリー ダワン

(72)【発明者】

【氏名】シーリアン ホアン

【審査官】河村 麻梨子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２２／０７５４５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５３５５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８７８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３２４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１４８２３９６１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５６５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１２３９７９３（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／０２２４、３１／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光発電電池（１）であって、
半導体基板（１３）と、パッシベーション層（１４）と、複数のメイングリッドライン（１１）と、複数の溶接スポット（１２）とを備え、
前記パッシベーション層（１４）は、前記半導体基板（１３）の表面に設けられ、
前記メイングリッドライン（１１）は、前記パッシベーション層（１４）に設けられ、前記メイングリッドライン（１１）は、第１方向（Ｘ）に沿って延在し、複数の前記メイングリッドライン（１１）は、第２方向（Ｙ）に沿って間隔を空けて分布され、前記第１方向（Ｘ）と前記第２方向（Ｙ）とのうち、一方は、前記太陽光発電電池（１）の長さ方向であり、他方は、前記太陽光発電電池（１）の幅方向であり、
前記溶接スポット（１２）は、タブ線（２）と電気的に接続するために用いられ、前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）において、前記溶接スポット（１２）は、前記メイングリッドライン（１１）の前記パッシベーション層（１４）から離間する側に設けられ、又は、前記溶接スポット（１２）は、前記パッシベーション層（１４）上に設けられ、前記メイングリッドライン（１１）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って間隔を空けて分布された接続線（１１１）を含み、隣接する前記接続線（１１１）は、前記溶接スポット（１２）を介して互いに電気的に接続され、
前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）において、前記溶接スポット（１２）の最高点と前記パッシベーション層（１４）の表面との間の鉛直距離は、Ｌ１であり、前記メイングリッドライン（１１）と前記パッシベーション層（１４）の表面との間の鉛直距離は、Ｌ２であり、Ｌ１とＬ２は、Ｌ１≧Ｌ２を満たし、
前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）において前記メイングリッドライン（１１）の一部が前記半導体基板（１３）に近づく方向へ折り曲げられることで第１折曲部（１１２）が形成されていることを特徴とする太陽光発電電池。

【請求項2】

Ｌ１とＬ２は、０≦Ｌ１―Ｌ２≦０．５ｍｍを満たすことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電電池。

【請求項3】

前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）においてＬ１＞Ｌ２の場合に、前記メイングリッドライン（１１）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って延在する直方体構造であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電電池。

【請求項4】

前記第２方向（Ｙ）における前記第１折曲部（１１２）の投影形状は、Ｕ形、Ｖ形又はＳ形であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電電池。

【請求項5】

前記半導体基板（１３）には、凹溝（１３１）が設けられ、前記第１折曲部（１１２）の少なくとも一部は、前記凹溝（１３１）内に位置することを特徴とする請求項４に記載の太陽光発電電池。

【請求項6】

前記第２方向（Ｙ）において前記メイングリッドライン（１１）の一部が前記溶接スポット（１２）から遠ざかる方向へ折り曲げられることで第２折曲部（１１３）が形成され、
前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）における前記第２折曲部（１１３）の投影形状は、Ｕ形、Ｖ形又はＳ形であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電電池。

【請求項7】

前記第２方向（Ｙ）における前記メイングリッドライン（１１）の投影形状は、矩形状であることを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電電池。

【請求項8】

前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）において前記メイングリッドライン（１１）の一部が前記半導体基板（１３）に近づく方向へ窪むことで窪み部（１１４）が形成され、
前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）における前記窪み部（１１４）の断面の輪郭形状は、円弧形、Ｕ形又はＶ形であることを特徴とする請求項１又は６に記載の太陽光発電電池。

【請求項9】

太陽光発電モジュールであって、
複数の太陽光発電電池（１）と、第１太陽光発電ガラス（２０）と、背部支持構造（５０）とを備え、
隣接する前記太陽光発電電池（１）は、タブ線（２）を介して互いに電気的に接続され、前記太陽光発電電池（１）は、自身の厚さ方向（Ｚ）に沿って互いに背向する第１表面及び第２表面を含み、前記第１表面は、太陽光へ向かう側に位置し、
前記第１太陽光発電ガラス（２０）は、前記第１表面に設けられ、前記第１太陽光発電ガラス（２０）と前記第１表面との間には、第１接着フィルム（３０）が設けられ、
前記背部支持構造（５０）は、前記第２表面に設けられ、前記背部支持構造（５０）と前記第２表面との間には、第２接着フィルム（４０）が設けられ、
前記背部支持構造（５０）は、バックボード又は第２太陽光発電ガラスであり、
前記太陽光発電電池（１）は、半導体基板（１３）、パッシベーション層（１４）、複数のメイングリッドライン（１１）及び複数の溶接スポット（１２）を含み、前記タブ線（２）は、前記溶接スポット（１２）に電気的に接続され、
前記パッシベーション層（１４）は、前記半導体基板（１３）の表面に設けられ、
前記メイングリッドライン（１１）は、前記パッシベーション層（１４）に設けられ、前記メイングリッドライン（１１）は、第１方向（Ｘ）に沿って延在し、複数の前記メイングリッドライン（１１）は、第２方向（Ｙ）に沿って間隔を空けて分布され、前記第１方向（Ｘ）と前記第２方向（Ｙ）とのうち、一方は、前記太陽光発電電池（１）の長さ方向であり、他方は、前記太陽光発電電池（１）の幅方向であり、
前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）において、前記溶接スポット（１２）は、前記メイングリッドライン（１１）の前記パッシベーション層（１４）から離間する側に設けられ、又は、前記溶接スポット（１２）は、前記パッシベーション層（１４）上に設けられ、前記メイングリッドライン（１１）は、前記第１方向（Ｘ）に沿って間隔を空けて分布された接続線（１１１）を含み、隣接する前記接続線（１１１）は、前記溶接スポット（１２）を介して互いに電気的に接続され、
前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）において、前記溶接スポット（１２）の最高点と前記パッシベーション層（１４）の表面との間の鉛直距離は、Ｌ１であり、前記メイングリッドライン（１１）と前記パッシベーション層（１４）の表面との間の鉛直距離は、Ｌ２であり、Ｌ１とＬ２は、Ｌ１≧Ｌ２を満たし、
前記太陽光発電電池（１）の厚さ方向（Ｚ）において前記メイングリッドライン（１１）の一部が前記半導体基板（１３）に近づく方向へ折り曲げられることで第１折曲部（１１２）が形成されていることを特徴とする太陽光発電モジュール。

【請求項10】

前記タブ線（２）の直径ｄは、０．１ｍｍ≦ｄ≦０．５ｍｍを満たすことを特徴とする請求項９に記載の太陽光発電モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽光発電技術分野に関し、特に太陽光発電電池及び太陽光発電モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電モジュールは、複数の太陽光発電電池及び複数のタブ線を備える。隣接する太陽光発電電池は、タブ線を介して互いに電気的に接続されることにより、複数の太陽光発電電池同士の直列・並列接続を実現する。太陽光発電電池は、半導体基板、パッシベーション層、パッシベーション層の表面に塗布されるメイングリッドライン及び溶接スポットを含み、複数の溶接スポットは、メイングリッドラインの延在方向に沿って間隔を開けて設けられ、メイングリッドラインを複数の接続線に仕切る。タブ線は、溶接スポットに固定接続され、且つメイングリッドライン上に被覆されることにより、太陽光発電電池での電流を収集する。

【0003】

従来技術では、タブ線が直接太陽光発電電池の表面に貼り付けられ、一定の溶接温度でタブ線、溶接スポットが溶接固定された後、タブ線、太陽光発電電池が室温まで冷却されると、タブ線と太陽光発電電池との熱膨張係数が異なるため、タブ線が収縮して太陽光発電電池を反り変形させ、太陽光発電電池の損傷のリスクを増加させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、太陽光発電電池の溶接冷却後の変形損傷リスクを低減する太陽光発電電池及び太陽光発電モジュールを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１態様は、太陽光発電電池を提供する。当該太陽光発電電池は、半導体基板と、パッシベーション層と、複数のメイングリッドラインと、複数の溶接スポットとを備え、
パッシベーション層は、半導体基板の表面に設けられ、
メイングリッドラインは、パッシベーション層に設けられ、メイングリッドラインは、第１方向に沿って延在し、複数のメイングリッドラインは、第２方向に沿って間隔を空けて分布され、第１方向と第２方向とのうち、一方は、太陽光発電電池の長さ方向であり、他方は、太陽光発電電池の幅方向であり、
溶接スポットは、タブ線と電気的に接続するために用いられ、太陽光発電電池の厚さ方向において、溶接スポットは、メイングリッドラインのパッシベーション層から離間する側に設けられ、又は、溶接スポットは、パッシベーション層上に設けられ、メイングリッドラインは、第１方向に沿って間隔を空けて分布された接続線を含み、隣接する接続線は、溶接スポットを介して互いに電気的に接続され、
太陽光発電電池の厚さ方向において、溶接スポットの最高点とパッシベーション層の表面との間の鉛直距離は、Ｌ１であり、メイングリッドラインとパッシベーション層の表面との間の鉛直距離は、Ｌ２であり、Ｌ１とＬ２は、Ｌ１≧Ｌ２を満たす。

【0006】

本発明において、Ｌ１≧Ｌ２、タブ線が溶接スポットに置かれると、太陽光発電電池の厚さ方向において、及び／又は、第１方向において、及び／又は、第２方向において、タブ線とメイングリッドラインとの間に隙間が存在し、タブ線と溶接スポットとが溶接固定されてから室温まで冷却された後、タブ線上の自然に湾曲した部分が熱膨張・冷収縮の特性でストレートに引っ張られるため、タブ線が収縮して溶接スポットを引っ張って変形させて半導体基板を反り変形させるリスクが低減され、これによって太陽光発電電池が溶接冷却後で変形損傷するリスクが低減される。

【0007】

幾つかの実施例において、Ｌ１とＬ２は、０≦Ｌ１―Ｌ２≦０．５ｍｍを満たす。

【0008】

幾つかの実施例において、太陽光発電電池の厚さ方向においてＬ１＞Ｌ２の場合に、メイングリッドラインは、第１方向に沿って延在する直方体構造である。

【0009】

幾つかの実施例において、太陽光発電電池の厚さ方向においてメイングリッドラインの一部が半導体基板に近づく方向へ折り曲げられることで第１折曲部が形成され、
第２方向における第１折曲部の投影形状は、Ｕ形、Ｖ形又はＳ形である。

【0010】

幾つかの実施例において、半導体基板には、凹溝が設けられ、第１折曲部の少なくとも一部は、凹溝内に位置する。

【0011】

幾つかの実施例において、第２方向においてメイングリッドラインの一部が溶接スポットから遠ざかる方向へ折り曲げられることで第２折曲部が形成され、
太陽光発電電池の厚さ方向における第２折曲部の投影形状は、Ｕ形、Ｖ形又はＳ形である。

【0012】

幾つかの実施例において、第２方向におけるメイングリッドラインの投影形状は、矩形状である。

【0013】

幾つかの実施例において、太陽光発電電池の厚さ方向においてメイングリッドラインの一部が半導体基板に近づく方向へ窪むことで窪み部が形成され、
太陽光発電電池の厚さ方向における窪み部の断面の輪郭形状は、円弧形、Ｕ形又はＶ形である。

【0014】

本発明の第２態様は、太陽光発電モジュールを提供する。当該太陽光発電モジュールは、複数の太陽光発電電池と、第１太陽光発電ガラスと、背部支持構造とを備え、
隣接する太陽光発電電池は、タブ線を介して互いに電気的に接続され、太陽光発電電池は、自身の厚さ方向に沿って互いに背向する第１表面及び第２表面を含み、第１表面は、太陽光へ向かう側に位置し、
第１太陽光発電ガラスは、第１表面に設けられ、第１太陽光発電ガラスと第１表面との間には、第１接着フィルムが設けられ、
背部支持構造は、第２表面に設けられ、背部支持構造と第２表面との間には、第２接着フィルムが設けられ、
背部支持構造は、バックボード又は第２太陽光発電ガラスであり、
太陽光発電電池は、半導体基板、パッシベーション層、複数のメイングリッドライン及び複数の溶接スポットを含み、タブ線は、溶接スポットに電気的に接続され、
パッシベーション層は、半導体基板の表面に設けられ、
メイングリッドラインは、パッシベーション層に設けられ、メイングリッドラインは、第１方向に沿って延在し、複数のメイングリッドラインは、第２方向に沿って間隔を空けて分布され、第１方向と第２方向とのうち、一方は、太陽光発電電池の長さ方向であり、他方は、太陽光発電電池の幅方向であり、
太陽光発電電池の厚さ方向において、溶接スポットは、メイングリッドラインのパッシベーション層から離間する側に設けられ、又は、溶接スポットは、パッシベーション層上に設けられ、メイングリッドラインは、第１方向に沿って間隔を空けて分布された接続線を含み、隣接する接続線は、溶接スポットを介して互いに電気的に接続され、
太陽光発電電池の厚さ方向において、溶接スポットの最高点とパッシベーション層の表面との間の鉛直距離は、Ｌ１であり、メイングリッドラインとパッシベーション層の表面との間の鉛直距離は、Ｌ２であり、Ｌ１とＬ２は、Ｌ１≧Ｌ２を満たす。

【0015】

本発明では、タブ線とメイングリッドラインとの間に隙間が存在してタブ線の変形代を増加させ、タブ線が収縮して溶接スポットを引っ張って変形させて半導体基板を反り変形させるリスクが低減され、太陽光発電モジュールの加工、取り付け、使用過程において、環境の温度の変化や太陽光発電モジュール自身の温度の変化によるタブ線の収縮損傷、太陽光発電電池の変形のリスクが低減されるため、太陽光発電モジュールの動作安定性が向上し、太陽光発電モジュールの使用寿命が延長される。

【0016】

幾つかの実施例において、タブ線の直径ｄは、０．１ｍｍ≦ｄ≦０．５ｍｍを満たす。

【0017】

以上の一般的な記述及び後述する細部の記述が単に例示であり、本発明を制限できないことは、理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に関わる太陽光発電モジュールの一実施例における断面図である。

【図2】本発明に関わる太陽光発電モジュールの別の実施例における断面図である。

【図3】本発明に関わる太陽光発電電池の一実施例における表面構造模式図である。

【図4】図３における太陽光発電電池が一実施例においてタブ線（タブ線は、収縮状態である）に接続される局所構造模式図である。

【図5】図３における太陽光発電電池が別の実施例においてタブ線（タブ線は、非収縮状態である）に接続される局所構造模式図である。

【図6】図５におけるタブ線の収縮後の構造模式図である。

【図7】図３における太陽光発電電池が別の実施例においてタブ線（タブ線は、収縮状態である）に接続される局所構造模式図である。

【図8】図３における太陽光発電電池が別の実施例においてタブ線（タブ線は、収縮状態である）に接続される局所構造模式図である。

【図9】図３における太陽光発電電池が別の実施例においてタブ線（タブ線は、収縮状態である）に接続される局所構造模式図である。

【図10】図３における太陽光発電電池が別の実施例においてタブ線（タブ線は、収縮状態である）に接続される局所構造模式図である。

【図11】本発明に関わる太陽光発電電池が別の実施例においてタブ線に接続される構造模式図である。

【図12】図１１における太陽光発電電池の表面構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

ここでの図面は、明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成し、本発明に合致する実施例を示し、明細書と共に本発明の仕組みを説明するために用いられる。

【0020】

本発明の解決手段をよりよく理解するために、以下に図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。

【0021】

明らかなように、説明される実施例は、本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働をせずに得られる全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。

【0022】

本発明の実施例において使用される用語は、特定の実施例を説明する目的だけであり、本発明を制限することを意図するものではない。本発明の実施例及び添付の特許請求の範囲に使用される単数の形式の「一種」、「前記」及び「当該」も、コンテキストが他の意味を明確に示さない限り、複数の形式を含むことを意図する。

【0023】

理解すべきことは、本明細書に使用される用語「及び／又は」が関連対象を説明する関連関係だけであり、３種類の関係が存在してもよいことを示す。例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、Ａ及びＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在するという３種類の状況を示すことができる。また、本明細書における記号「／」は、一般的に前後関連対象が「又は」の関係であることを示す。

【0024】

注意すべきことは、本発明の実施例に記載された「上」、「下」、「左」、「右」等の方位言葉は、図面に示された角度で記述され、本発明の実施例に対する限定として理解されるべきではない。また、コンテキストにおいて、更に注意すべきことは、１つの素子が他の素子の「上」又は「下」に接続されることを言及する場合に、それは、他の素子の「上」又は「下」に直接接続され得るだけでなく、中間素子を介して他の素子の「上」又は「下」に間接的に接続されてもよい。

【0025】

本発明の実施例は、太陽光発電モジュールを提供する。図１と図２に示すように、太陽光発電モジュールは、第１太陽光発電ガラス２０、第１接着フィルム３０、太陽光発電電池ストリング１０、第２接着フィルム４０及び背部支持構造５０を備え、太陽光発電モジュールの厚さ方向において、第１接着フィルム３０と第２接着フィルム４０は、太陽光発電電池ストリング１０の両側において対向配置され、且つ第１接着フィルム３０は、太陽光発電電池ストリング１０の太陽光へ向かう側に位置し、第１太陽光発電ガラス２０は、第１接着フィルム３０の太陽光発電電池ストリング１０から離間する側に設けられ、背部支持構造５０は、第２接着フィルム４０の太陽光発電電池ストリング１０から離間する側に設けられている。太陽光発電電池ストリング１０は、複数の太陽光発電電池１を含み、隣接する太陽光発電電池１は、タブ線２を介して互いに電気的に接続されることにより、太陽光発電モジュールの動作効率及び動作性能を向上させる。

【0026】

一実施例において、背部支持構造５０は、バックボードであってもよい。即ち、背部支持構造５０が光不透過材質によって製造されることにより、太陽光発電モジュールの太陽光へ向かわない側の構造強度が高められ、太陽光発電モジュールの取り付けが容易になる。これにより、太陽光発電モジュールの取り付け構造が簡素化され、太陽光発電モジュールの取付サイクルタイムが短縮される。その際、太陽光発電モジュールは、単層ガラスユニットである。

【0027】

別の実施例において、背部支持構造５０は、第２太陽光発電ガラスである。即ち、背部支持構造５０が光透過材質によって製造されることで、太陽光発電モジュールの太陽光へ向かわない側は、一部の光線を吸収可能である。これにより、太陽光発電モジュールの太陽光に対する利用率が向上し、更に太陽光発電モジュールの光電変換効率が向上する。その際、太陽光発電モジュールは、二層ガラスユニットである。本発明の実施例では、背部支持構造５０の具体的な材質、種類、太陽光発電モジュールのタイプについて特に限定しない。

【0028】

タブ線２の直径ｄは、０．１ｍｍ≦ｄ≦０．５ｍｍを満たす。具体的に、タブ線２の直径は、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．４６ｍｍ、０．５ｍｍ等であってもよい。これにより、タブ線２の加工が容易になり、タブ線２の材料コスト及び加工コストが低減される。それとともに、０．１ｍｍ≦ｄ≦０．５ｍｍを満たし、タブ線２のサイズの柔軟性を向上させる。これにより、タブ線２の交換可能性が向上し、後段階のタブ線２に対するメンテナンス及び交換が容易になり、更に太陽光発電モジュールのメンテナンスコストが低減される。

【0029】

太陽光発電電池１の厚さは、１４０μｍ以下である。具体的に、太陽光発電電池１の厚さは、１００μｍ、１１５μｍ、１２６μｍ、１３２μｍ、１４０μｍ等であってもよい。これにより、太陽光発電電池１の加工が容易になり、太陽光発電電池１の材料コスト及び加工コストが低減される。

【0030】

太陽光発電電池１の太陽光へ向かう側は、太陽光発電電池１の正面であり、太陽光発電電池１の太陽光へ向かわない側は、太陽光発電電池１の裏面である。

【0031】

一実施例において、図１に示すように、タブ線２は、一方端が太陽光発電電池１の裏面に位置し、他方端が太陽光発電電池１の厚さ方向に沿って折り曲げられて延在し、隣接する太陽光発電電池１の正面に接続されることにより、タブ線と隣接する太陽光発電電池１との接続信頼性を向上させる。

【0032】

別の実施例において、図２に示すように、タブ線２は、太陽光発電電池１の裏面に位置する。その際、太陽光発電電池１は、バックコンタクト電池であり、タブ線２が太陽光発電電池１の裏面に位置して太陽光発電電池１の正面に対するタブ線２による遮蔽を減少するため、太陽光発電電池１の正面における太陽光の受光面積が向上し、更に太陽光発電電池１の光電変換効率が向上する。

【0033】

太陽光発電電池ストリング１０が図１に示す構造である場合に、即ち、タブ線２の一端が太陽光発電電池１の裏面に溶接固定され、他端が隣接する太陽光発電電池１の正面に位置して固定された場合に、太陽光発電電池ストリング１０が溶接完了されて室温まで冷却された後、タブ線２が熱膨張・冷収縮の特性で収縮する。太陽光発電電池１の正面、裏面の何れにもタブ線２が固定接続されたため、タブ線２の収縮による太陽光発電電池１の反り変形への影響は、小さい。

【0034】

太陽光発電電池１がバックコンタクト電池である場合に、即ち、太陽光発電電池１において裏面のみがタブ線２に固定接続された場合に、太陽光発電電池ストリング１０が溶接完了されて室温まで冷却された後、タブ線２が熱膨張・冷収縮の特性で収縮し、太陽光発電電池１がタブ線２によって引っ張られてタブ線２の所在する方向へ反り変形するため、太陽光発電電池１の損傷のリスクが存在する。

【0035】

バックコンタクト電池の反り変形問題を解決すべく、本発明の実施例の第２態様は、太陽光発電電池１を提供する。図３～図１２に示すように、太陽光発電電池１は、半導体基板１３、パッシベーション層１４、複数のメイングリッドライン１１及び複数の溶接スポット１２を備え、タブ線２は、溶接スポット１２に電気的に接続され、パッシベーション層１４は、半導体基板１３の表面に設けられ、メイングリッドライン１１は、パッシベーション層１４の表面に設けられ、メイングリッドライン１１は、第１方向Ｘに沿って延在し、且つ複数のメイングリッドライン１１は、第２方向Ｙに沿って間隔を空けて分布され、第１方向Ｘと第２方向Ｙとのうち、一方は、太陽光発電電池１の長さ方向であり、他方は、太陽光発電電池１の幅方向である。

【0036】

一実施例において、図３と図４に示すように、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて、溶接スポット１２は、メイングリッドライン１１のパッシベーション層１４から離間する側に設けられ、即ち、太陽光発電電池１の作製過程において、パッシベーション層１４上にメイングリッドライン１１を作製してから、メイングリッドライン１１上に溶接スポット１２を作製する。溶接スポット１２の最高点とパッシベーション層１４の表面との間の鉛直距離がＬ１であり、且つメイングリッドライン１１とパッシベーション層１４の表面との間の鉛直距離がＬ２である場合に、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。

【0037】

タブ線２が溶接スポット１２に置かれると、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて、タブ線２とメイングリッドライン１１との間に隙間が存在するため、タブ線２には、溶接スポット１２と接続するための接続領域２１と、隙間の上方に位置する、宙吊り状態である宙吊り領域２２とが形成される。タブ線２が溶接スポット１２に置かれており、且つタブ線２が太陽光発電電池１に溶接固定されていないとき、宙吊り領域２２の少なくとも一部は、隙間内に湾曲可能である。これにより、タブ線２の変形代が増加する。タブ線２と溶接スポット１２とが溶接固定されてから室温まで冷却された後、タブ線２上の自然に湾曲した一部の宙吊り領域２２が熱膨張・冷収縮の特性でストレートに引っ張られるため、タブ線２が収縮して溶接スポット１２を引っ張って変形させて半導体基板１３を反り変形させるリスクが低減され、更に太陽光発電電池１が溶接冷却後で変形損傷するリスクが低減される。それとともに、太陽光発電モジュールの加工、取り付け、使用過程において、環境の温度の変化や太陽光発電モジュール自身の温度の変化によるタブ線２の収縮損傷、太陽光発電電池１の変形のリスクが低減されるため、太陽光発電モジュールの動作安定性が向上し、太陽光発電モジュールの使用寿命が延長される。

【0038】

別の実施例において、図３、図５と図６に示すように、溶接スポット１２は、パッシベーション層１４に設けられ、メイングリッドライン１１は、第１方向Ｘに沿って間隔を空けて分布された接続線１１１を含み、隣接する接続線１１１は、溶接スポット１２を介して互いに電気的に接続され、即ち、太陽光発電電池１の作製過程において、溶接スポット１２とメイングリッドライン１１とは、同時に作製される。ここで、Ｌ１≧Ｌ２を満たす。タブ線２が溶接スポット１２に置かれると、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて、及び／又は、第１方向Ｘにおいて、及び／又は、第２方向Ｙにおいて、タブ線２とメイングリッドライン１１との間に隙間が存在することにより、タブ線２が収縮して溶接スポット１２を引っ張って変形させて半導体基板１３を反り変形させるリスクが低減され、更に太陽光発電電池１が溶接冷却後で変形損傷するリスクが低減される。それとともに、環境の温度の変化や太陽光発電モジュール自身の温度の変化によるタブ線２の収縮損傷、太陽光発電電池１の変形のリスクが低減されるため、太陽光発電モジュールの動作安定性が向上し、太陽光発電モジュールの使用寿命が延長される。

【0039】

メイングリッドライン１１の具体的な構造は、図５～図１２に示される。一実施例において、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて、Ｌ１＞Ｌ２である場合に、図５と図６に示すように、メイングリッドライン１１は、第１方向Ｘに沿って延在する直方体構造である。即ち、第１方向Ｘにわたって、メイングリッドライン１１の厚さは、一致する。これにより、メイングリッドライン１１の構造を簡素化し、メイングリッドライン１１の作製コストを低減する。本実施例において、タブ線２が溶接スポット１２に置かれると、タブ線２とメイングリッドライン１１の間は、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて隙間を有する。

【0040】

別の実施例において、メイングリッドライン１１の構造は、図７と図９に示される。太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて、メイングリッドライン１１の一部が半導体基板１３に近づく方向へ折り曲げられることで第１折曲部１１２が形成されることにより、タブ線２とメイングリッドライン１１の間は、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて隙間を有する。

【0041】

本実施例において、Ｌ１＝Ｌ２である場合に、図７に示すように、メイングリッドライン１１の一部がタブ線２に対して支持作用を果たすことができ、タブ線２の伸縮代を増加させるとともに、タブ線２と太陽光発電電池１との接続構造の信頼性を向上させ、タブ線２と溶接スポット１２との接触面積が小さいことによって損傷が発生するリスクを低減する。Ｌ１＞Ｌ２である場合に、図９に示すように、メイングリッドライン１１には、第１折曲部１１２が設けられることにより、メイングリッドライン１１及びタブ線２の厚さを増加可能であるとともに、タブ線２とメイングリッドライン１１との間の距離を大きくすることができる。これにより、メイングリッドライン１１が薄いことによって太陽光発電電池１の使用寿命が短く且つ動作効率が悪いリスクが低減され、太陽光発電電池１の動作安定性が向上する。

【0042】

ここで、第２方向Ｙにおける第１折曲部１１２の投影形状は、Ｕ形、Ｖ形、Ｓ形又は他の変形構造であり、本発明では、第１折曲部１１２の具体的な形状について特に限定しない。

【0043】

具体的に、図７と図９に示すように、半導体基板１３には、凹溝１３１が設けられ、第１折曲部１１２の少なくとも一部は、凹溝１３１内に位置する。

【0044】

本実施例において、パッシベーション層１４の一部が凹溝１３１内に位置することにより、パッシベーション層１４には、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚに沿って窪んだピットが存在する。第１折曲部１１２の少なくとも一部がピット内に位置することにより、第１折曲部１１２がパッシベーション層１４へ干渉することでメイングリッドライン１１の一部が突起してタブ線２に当接するリスクは、低減される。これにより、メイングリッドライン１１がパッシベーション層１４の表面に設けられる平坦性が向上し、第１折曲部１１２とタブ線２との間の距離の正確性及び安定性が向上する。

【0045】

別の実施例において、メイングリッドライン１１の構造は、図８と図１０に示される。太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて、メイングリッドライン１１の一部が半導体基板１３に近づく方向へ窪むことで窪み部１１４が形成される。即ち、第１方向Ｘに沿い、メイングリッドライン１１の厚さは、一致していない。メイングリッドライン１１の厚さが窪み部１１４において減小することにより、タブ線２とメイングリッドライン１１との間は、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて隙間を有する。

【0046】

本実施例において、メイングリッドライン１１に窪み部１１４が設けられることにより、タブ線２とメイングリッドライン１１との間に隙間が存在する需要を満たすとともに、メイングリッドライン１１、半導体基板１３の構造を簡素化し、それによって半導体基板１３、パッシベーション層１４、メイングリッドライン１１の作製プロセスを簡素化し、更に半導体基板１３、パッシベーション層１４、メイングリッドライン１１の作製コストを低減し、半導体基板１３、パッシベーション層１４、メイングリッドライン１１の作製サイクルタイムを短縮する。また、メイングリッドライン１１に窪み部１１４が設けられることにより、溶接スポット１２の高さを小さくすることができるため、溶接スポット１２の加工難易度、加工コストや材料コストを低減するとともに、溶接スポット１２の構造安定性を向上させ、加工、取り付け、運搬、使用過程において溶接スポット１２で外力の作用を受けて損傷するリスクを低減し、それによって溶接スポット１２の使用寿命を延長し、更に太陽光発電電池１、太陽光発電モジュールの使用寿命を延長し、太陽光発電電池１、太陽光発電モジュールの動作安定性を向上させる。

【0047】

ここで、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおける、窪み部１１４の断面の輪郭形状は、円弧形、Ｕ形、Ｖ形又は他の変形構造であり、本発明では、窪み部１１４の具体的な形状について特に限定しない。

【0048】

別の実施例において、メイングリッドライン１１の構造は、図１１と図１２に示される。第２方向Ｙにおいて、メイングリッドライン１１の一部が溶接スポット１２から遠ざかる方向へ折り曲げられることで第２折曲部１１３が形成される。即ち、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定された平面内において、メイングリッドライン１１の一部がタブ線２の両側へ湾曲変形することで第２折曲部１１３が形成される。これにより、タブ線２とメイングリッドライン１１との間は、第１方向Ｘ及び／又は第２方向Ｙにおいて隙間を有する。その際、第２方向Ｙにおいて、第２折曲部１１３は、宙吊り領域２２の一方側又は両側に位置する。

【0049】

本実施例において、メイングリッドライン１１は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定された平面内で折り曲げられた第２折曲部１１３が設けられ、Ｌ１は、Ｌ２に等しくてもよい。これにより、溶接スポット１２、メイングリッドライン１１の加工工程が簡素化され、更にメイングリッドライン１１の加工難易度及び加工コストが低減される。

【0050】

第２折曲部１１３の数は、１つ又は複数であってもよく、複数の第２折曲部１１３は、第１方向Ｘに沿って分布され、且つ隣接する第２折曲部１１３の折り曲げ方向は、逆である。太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおける第２折曲部１１３の投影形状は、Ｕ形、Ｖ形、Ｓ形又は他の変形構造であり、本発明の実施例では、第２折曲部１１３の具体的な数、形状について特に限定しない。

【0051】

また、第１方向Ｘにわたって、メイングリッドライン１１の厚さは、一致する。即ち、第２方向Ｙにおけるメイングリッドライン１１の投影形状は、矩形状である。これにより、メイングリッドライン１１の構造が簡素化され、メイングリッドライン１１の加工コストが更に低減される。

【0052】

メイングリッドライン１１の作製過程において、メイングリッドライン１１の構造は、上記実施例の何れか１つであってもよく、又は、上記実施例のうちの２つ又はより多くの実施例を組み合わせてメイングリッドライン１１の構造の多様性及び柔軟性を増加させてもよい。

【0053】

上記何れかの実施例において、Ｌ１とＬ２は、０≦Ｌ１―Ｌ２≦０．５ｍｍを満たす。具体的に、Ｌ１とＬ２との差分は、０ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ等であってもよい。

【0054】

本実施例において、Ｌ１―Ｌ２＞０．５ｍｍの場合に、溶接スポット１２の高さが大きく、溶接スポット１２の加工難易度が増加し、且つ溶接スポット１２の加工材料が増加するため、溶接スポット１２の加工コスト及び材料コストが増加する。したがって、０≦Ｌ１―Ｌ２≦０．５ｍｍとする。これにより、タブ線２とメイングリッドライン１１の間に隙間が存在することが満たされるとともに、溶接スポット１２の加工難易度及び加工コストが低減される。

【0055】

以上のように、図４に示すように、溶接スポット１２がメイングリッドライン１１上に設けられたときに、Ｌ１＞Ｌ２であり、その際、メイングリッドライン１１は、メイングリッドライン１１とタブ線２との間の距離を大きくするとともに溶接スポット１２の高さを小さくするために、図７に示す第１折曲部１１２を有してもよく、及び／又は、メイングリッドライン１１は、メイングリッドライン１１とタブ線２との間の距離を大きくするとともに溶接スポット１２の高さを小さくするために、図８に示す窪み部１１４を有してもよく、及び／又は、メイングリッドライン１１は、メイングリッドライン１１とタブ線との間が第１方向Ｘ及び／又は第２方向Ｙにおいて隙間を有して更にタブ線２の宙吊り領域２２のサイズを向上させるために、図１２に示す第２折曲部１１３を有してもよい。

【0056】

溶接スポット１２がパッシベーション層１４上に設けられ、溶接スポット１２がメイングリッドライン１１を図６に示す複数の接続線１１１に仕切り、且つＬ１＝Ｌ２である場合に、メイングリッドライン１１は、メイングリッドライン１１とタブ線２との間が太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて隙間を有するように、図７に示す第１折曲部１１２を有し、及び／又は、メイングリッドライン１１は、メイングリッドライン１１とタブ線２との間が太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて隙間を有するように、図８に示す窪み部１１４を有し、及び／又は、グリッドライン１１は、メイングリッドライン１１とタブ線２との間が第１方向Ｘ及び／又は第２方向Ｙにおいて隙間を有するように、図１２に示す第２折曲部１１３を有する。

【0057】

図６に示すように、溶接スポット１２がパッシベーション層１４に設けられ、溶接スポット１２がメイングリッドライン１１を複数の接続線１１１に仕切り、且つＬ１＞Ｌ２である場合に、第１方向Ｘにわたって、メイングリッドライン１１の厚さは、太陽光発電電池１の厚さ方向Ｚにおいて一致し、又は、メイングリッドラインは、図７に示す第１折曲部１１２と、図８に示す窪み部１１４と、図１２に示す第２折曲部１１３とのうちの１つ又は複数を有する。

【0058】

また、一実施例において、第２方向Ｙに沿って分布された複数のメイングリッドライン１１、溶接スポット１２の構造は、同じである。これにより、メイングリッドライン１１、溶接スポット１２の加工を容易にし、メイングリッドライン１１、溶接スポット１２の加工サイクルタイムを短縮しつつ、メイングリッドライン１１、溶接スポット１２の加工コストを低減する。

【0059】

別の実施例において、第２方向Ｙに沿って分布された複数のメイングリッドライン１１、溶接スポット１２の構造は、異なる。即ち、実際の加工生産過程において、一部のメイングリッドライン１１、溶接スポット１２は、従来技術の加工方式を採用する。つまり、メイングリッドライン１１、溶接スポット１２が同時に作製され、且つタブ線２が溶接スポット１２に固定接続された後、タブ線２と一部のメイングリッドライン１１の間に隙間が存在しない。それとともに、もう一部のメイングリッドライン１１、溶接スポット１２の構造は、上記何れかの実施例のうちの１つ又は複数を組み合わせたものであり、タブ線２と幾つかのメイングリッドライン１１の間にスリットが存在するようにする。

【0060】

本実施例において、タブ線２と一部のメイングリッドライン１１の間にスリットが存在することにより、メイングリッドライン１１の総加工コストを低減するとともに、タブ線２の収縮による太陽光発電電池１の反り変形への影響を軽減し、更に太陽光発電電池の使用寿命及び動作安定性を向上させる。

【0061】

上述したのは、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではない。当業者にとって、本発明は、様々な変更や変化を有することができる。本発明の精神及び原則内でなされた如何なる修正、均等物による置換、改良等は、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0062】

１ 太陽光発電電池
１１ メイングリッドライン
１１１ 接続線
１１２ 第１折曲部
１１３ 第２折曲部
１１４ 窪み部
１２ 溶接スポット
１３ 半導体基板
１３１ 凹溝
１４ パッシベーション層
２ タブ線
２１ 接続領域
２２ 宙吊り領域
１０ 太陽光発電電池ストリング
２０ 第１太陽光発電ガラス
３０ 第１接着フィルム
４０ 第２接着フィルム
５０ 背部支持構造

【要約】

【課題】本発明は、太陽光発電電池及び太陽光発電モジュールに関する。
【解決手段】太陽光発電電池は、半導体基板と、半導体基板の表面に設けられるパッシベーション層と、パッシベーション層上に設けられるメイングリッドライン及び溶接スポットとを備え、溶接スポットは、タブ線と電気的に接続するために用いられ、太陽光発電電池の厚さ方向において、溶接スポットは、メイングリッドラインのパッシベーション層から離間する側に設けられ、又は、溶接スポットは、パッシベーション層上に設けられ、メイングリッドラインは、第１方向に沿って間隔を空けて分布された接続線を含み、隣接する接続線は、溶接スポットを介して互いに電気的に接続され、太陽光発電電池の厚さ方向において、溶接スポットの最高点とパッシベーション層の表面との間の鉛直距離Ｌ１と、メイングリッドラインとパッシベーション層の表面との間の鉛直距離Ｌ２は、Ｌ１≧Ｌ２を満たす。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】